اصول کار دستگاه های تراکمی تبرید
تمام سیستمهای تبرید تراکمی که جهت ایجاد سرما بکار گرفته می‌شوند از چهار قسمت اصلی تشکیل شده اند. این چهار قسمت عبارت است از کمپرسور – کندانسور – وسیله انبساطی (شیر انبساط یا لوله موئین) اواپراتور.
عملی که در این چهار قسمت انجام می شود بدین قرار است. کمپرسور وسیله ای می باشد که فشار گاز را در سیستم بالا می برد و این اختلاف فشار بین ورود و خروج گاز کمپرسور باعث حرکت گاز مبرد در داخل سیستم می شود. کندانسور وسیله ای می باشد که گاز خروجی از کمپرسور که دارای دما و فشار بالا می باشد به مایع تبدیل می کند و دمای آنرا کاهش می دهد و وسیله انبساطی بدین صورت عمل می کند که مایع مبرد خروجی از کندانسور را بصورت پودر تبدیل می کند و علت امر شکستن یک مرتبه ای فشار همراه انبساط سریع گاز می باشد، اوپراتور وسیله ای است که پودر حاصل از وسیله انبساطی را بصورت تبخیر کامل و در نتیجه گاز تبدیل می کند. در شکل گردش ماده مبرد را در یک سیستم تبرید بطور شماتیک نشان می دهد.
با توجه به شکل گاز حاصل از اواپراتور وارد کمپرسور می شود و بر اثر تراکم فشار آن بالا می رود و مقداری حرارت جذب کرده در نتیجه دما آن حدودی بالا می رود. گاز ورودی به کندانسور که دارای دما و فشار بالا می باشد. با تماس با محیط خنک تر، گرمای خود را پس می دهد و بصورت مایع تحت فشار در می آید. این مایع بطرف شیر انبساط حرکت کرده و در اینجا فشارش شکسته می شود و بصورت پودر در می آید. در شیر انبساط تقریباً گرمای رد و بدل نمی‌شود و فقط گاز منبسط می شود و گاز منبسط شده در اواپراتور تبخیر می شود و گرمایی که باعث تبخیر آن می شود از محیط خود می گیرد. در نتیجه گاز گرم و محیط خنک می شود و سپس دوباره به کمپرسور بر می گردد و سیکل همچنان ادامه پیدا می کند. چگونگی تئوری سیکل تبرید را در شکل می توان مشاهده کرد.
تحول 1 تا 2 مرحله تراکم گاز در کمپرسور
تحول 2 تا 3 مرحله تقطیر (مایع شدن) گاز در کندانسور
تحول 3 تا 4 منبسط شدن گاز در شیر انبساط
تحول 4 تا 1 تبخیر شدن گاز در اواپراتور
تقسیم بندی قسمتهای سیکل تبرید از جهت فشار
یک سیکل بسته کامل تبرید مثلاً چیلر از دو مدار کم فشار و فشار بالا تشکیل شده است.
1- مدار کم فشار LOW PRESSOR SIDE
این قسمت شامل مسیر شیر انبساط – اواپراتور – لوله مکش تا سر کمپرسور می باشد.
باید دانست فشار از شیر انبساط تا کمپرسور ثابت می باشد و باصطلاح فشار مکش یا ساکشن نامیده می شود. چون اواپراتور مهمترین قسمت مدار ساکشن می باشد. بیشتر اواپراتور را فشار پایین می پندارند.
2- مدار با فشار بالا HIGH PRESSOR LINE
مدار با فشار زیاد شامل لوله رانش یا خروجی کمپرسور – کندانسور – مخزن ذخیره مایع – لوله خروجی کندانسور تا قبل از شیر انبساط می باشد.
باید یادآوری کنیم که برای نشان دادن مقدار فشار ضعیف معمولاً گیج فشارسنج را روی لوله رانش قبل از کمپرسور و برای نشان دادن مقدار فشار قوی گیج فشارسنج را روی لوله مکش بلافاصله بعد از کمپرسور قرار می دهند.
در شکل منطقه فشار ضعیف و قوی سیستم تبرید نشان داده شده است. همچنین در شکل دیاگرام فشار در نقاط مختلف نشان داده شده است.
شرح و ساختمان قسمتهای مختلف سیستم تبرید
1- کمپرسورها
مهمترین قسمت یک سیستم تبرید کمپرسورهای آن می باشد و عمل آن ایجاد اختلاف فشار و در نتیجه حرکت ماده مبرد در سیستم می‌باشد. کمپرسور در قسمت مکش یعنی مدار خروجی گاز از اواپراتور تولید فشار پایین و در قسمت رانش یا خروجی گاز تا تغذیه مایع به اواپراتور تولید فشار بالا می کند. کمپرسورها بسیار متنوع و هر کدام برای نوعی از دستگاه های تبرید طراحی شده اند. متداولترین کمپرسورها که در صنعت تبردی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
1- کمپرسورهای پره ای یا دورانی
2- کمپرسورهای گریز از مرکز
3- کمپرسورهای پیستونی